FR2936626A1 - DEVICE FOR PARALLEL PROCESSING OF A DATA STREAM - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif de traitement d'un flux de données comprenant K tuiles de calcul (TC) et des moyens (4) d'interconnexion pour transférer le flux de données entre les tuiles de calcul (TC). Selon l'invention, chaque tuile de calcul (TC) comporte : - une unité de mémorisation (UM) permettant de mettre en forme les données du flux, - une ou plusieurs unités de contrôle (UC) permettant de fournir des instructions pour réaliser un traitement sur les données, - au moins une unité de traitement (UT) par unité de contrôle (UC), les unités de traitement (UT) réalisant les instructions reçues des unités de contrôle (UC), - une unité d'entrée/sortie (UES) permettant d'acheminer le flux de données entre les moyens (4) d'interconnexion et l'unité de mémorisation (UM) d'une part, et entre les unités de traitement (UT) et les moyens (4) d'interconnexion d'autre part. L'invention permet une grande modularité dans le traitement du flux de données tout en limitant la consommation d'énergie électrique.The present invention relates to a data stream processing device comprising K calculation tiles (TC) and interconnection means (4) for transferring the data stream between the calculation tiles (TC). According to the invention, each calculation tile (TC) comprises: - a storage unit (UM) making it possible to format the data of the stream, - one or more control units (UC) making it possible to provide instructions for carrying out a processing on the data, - at least one processing unit (UT) per control unit (CU), the processing units (UT) carrying out the instructions received from the control units (CU), - an input / output unit (UES) for routing the data stream between the interconnection means (4) and the storage unit (UM) on the one hand, and between the processing units (UT) and the means (4) of interconnection on the other hand. The invention allows a great modularity in the processing of data flow while limiting the consumption of electrical energy.
Description
DISPOSITIF DE TRAITEMENT EN PARALLELE D'UN FLUX DE DONNEES L'invention concerne un dispositif de traitement d'un flux de données. Elle se situe dans le domaine des architectures de calcul et trouve une utilité particulière dans les applications embarquées de type multimédia intégrant un capteur vidéo. Il s'agit notamment de la téléphonie mobile, des lecteurs multimédia mobiles, des appareils photographiques et des caméscopes numériques. L'invention trouve également une utilité dans les applications relatives aux télécommunications et, plus généralement, dans toute chaîne de traitement du signal traitant des données numériques à cadence élevée. io Le traitement du signal en général, et le traitement d'images en particulier, demandent des puissances de calcul importantes, surtout depuis quelques années avec l'augmentation rapide de la résolution des capteurs d'images. Dans le domaine des applications embarquées à destination du grand public, de fortes contraintes en termes de coût de fabrication viennent 15 s'ajouter aux contraintes de consommation électrique (de l'ordre de quelques centaines de milliwatts). Pour répondre à ces contraintes, le traitement des images est couramment réalisé à partir de modules de calcul dédiés fonctionnant en mode flot de données. Le mode "flot de données", couramment appelé "data flow" dans la littérature anglo-saxonne, est 20 entendu comme un mode de traitement des données selon lequel les données entrant dans le module de calcul sont traitées au fur et à mesure, à la cadence de leur arrivée, un résultat étant fourni en sortie du module de calcul à la même cadence, éventuellement après un temps de latence. Les modules de calcul dédiés permettent de respecter les contraintes de coût de 25 fabrication du fait de leur faible surface silicium et les contraintes de performance, notamment quant à la puissance de calcul et la consommation électrique. Cependant, de tels modules souffrent d'un problème de flexibilité, les traitements supportés ne pouvant pas être modifiés après la réalisation des modules. Tout au mieux, ces modules sont paramétrables. Autrement, 30 dit, un certain nombre de paramètres liés au traitement peuvent être modifiés après la réalisation. Une solution à ce manque de flexibilité consiste à utiliser des processeurs complètement programmables. Les processeurs les plus couramment utilisés sont les processeurs de traitement du signal, bien connus dans la littérature anglo-saxonne sous l'acronyme "DSP" pour "Digital Signal Processor". Des inconvénients de ces processeurs sont leur empreinte silicium importante et leur consommation électrique les rendant souvent inadaptés aux applications embarquées très contraintes. Des compromis entre les modules de calcul dédiés et les processeurs complètement programmables sont actuellement en cours de développement. Selon un premier compromis, un circuit comprend une unité de traitement des données à mots d'instructions très longs, appelée unité io VLIW pour "Very Long Instruction Word", et une unité permettant d'exécuter une instruction sur plusieurs unités de calcul, appelée unité SIMD pour "Single Instruction Multiple Data". Dans certaines réalisations actuelles, des unités de calcul de type VLIW et/ou SIMD sont implantées dans le circuit en fonction de la puissance de calcul nécessaire. Le choix du type d'unité à 15 inclure dans le circuit, de leur nombre et de leur chaînage est décidé avant la réalisation du circuit par une analyse du code applicatif et des ressources nécessaires. L'ordre dans lequel sont chaînées les unités est fixe et il ne permet pas de changer par la suite l'enchaînement des traitements. De plus, les unités sont 20 globalement assez complexes car le code de contrôle de l'application n'est pas séparé du code de traitement. Ainsi, les opérateurs de traitement de ces unités sont de taille importante, ce qui amène une architecture dont la surface silicium et la consommation électrique sont plus importantes à puissance de calcul égale. 25 Selon un deuxième compromis, un code en langage C peut être transformé en un ensemble d'instructions élémentaires par un compilateur spécifique. L'ensemble d'instructions est alors implanté sur une matrice configurable d'opérateurs prédéfinis. Cette technologie peut être comparée à celle des réseaux prédiffusés programmables par l'utilisateur, mieux connus sous 30 l'acronyme anglo-saxon FPGA pour "Field Programmable Gate Array", le grain de calcul étant plus gros. Elle ne permet donc pas d'obtenir des circuits programmables, mais uniquement des circuits configurables par compilation du code. Si l'on souhaite intégrer des parties de code programme non prévues au départ, il faut alors des ressources de calcul qui ne sont pas présentes dans le circuit. Il devient donc difficile voire impossible d'implémenter ce code. The invention relates to a device for processing a data stream. It is located in the field of computational architectures and finds particular utility in embedded multimedia type applications incorporating a video sensor. These include mobile telephony, mobile media players, cameras and digital camcorders. The invention is also useful in telecommunications applications and, more generally, in any signal processing chain processing high speed digital data. Signal processing in general, and image processing in particular, require significant computing power, especially in recent years with the rapid increase in resolution of image sensors. In the field of embedded applications intended for the general public, strong constraints in terms of manufacturing cost are added to the power consumption constraints (of the order of a few hundred milliwatts). To meet these constraints, image processing is commonly performed from dedicated computing modules operating in data flow mode. The "data flow" mode, commonly called "data flow" in the English literature, is understood as a data processing mode according to which the data entering the calculation module are processed as and when the rate of their arrival, a result being provided at the output of the calculation module at the same rate, possibly after a latency time. The dedicated calculation modules make it possible to respect manufacturing cost constraints because of their small silicon surface and the performance constraints, in particular as regards computing power and electrical consumption. However, such modules suffer from a problem of flexibility, the supported processing can not be modified after the realization of the modules. At best, these modules are configurable. Otherwise, 30 says, a number of process related parameters may be modified after completion. One solution to this lack of flexibility is to use fully programmable processors. The most commonly used processors are the signal processing processors, well known in the English literature under the acronym "DSP" for "Digital Signal Processor". Disadvantages of these processors are their large silicon footprint and their power consumption making them often unsuitable for embedded applications very constraints. Compromises between dedicated computing modules and fully programmable processors are currently under development. According to a first compromise, a circuit comprises a unit for processing very long instruction word data, called a VLIW unit for "Very Long Instruction Word", and a unit for executing an instruction on several calculation units, called SIMD unit for "Single Instruction Multiple Data". In some current embodiments, VLIW and / or SIMD type calculation units are installed in the circuit as a function of the computing power required. The choice of the type of unit to be included in the circuit, their number and their chaining is decided before the realization of the circuit by an analysis of the application code and the necessary resources. The order in which the units are chained is fixed and it does not allow to change thereafter the sequence of treatments. In addition, the units are generally quite complex because the control code of the application is not separated from the processing code. Thus, the processing operators of these units are large, which leads to an architecture whose silicon surface and power consumption are greater at equal computing power. According to a second compromise, a code in C language can be transformed into a set of elementary instructions by a specific compiler. The set of instructions is then implemented on a configurable matrix of predefined operators. This technology can be compared to that of the user programmable gate array, better known by the English acronym FPGA for "Field Programmable Gate Array", the computation grain being larger. It therefore does not allow to obtain programmable circuits, but only configurable circuits by compiling the code. If it is desired to integrate program code portions not initially planned, then computing resources that are not present in the circuit are required. It becomes difficult or impossible to implement this code.
Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités en proposant une structure de calcul qui soit programmable tout en limitant la consommation électrique. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de traitement d'un flux de données comprenant K tuiles de calcul et des moyens d'interconnexion pour transférer le flux de données entre les tuiles de calcul. Chaque tuile de calcul comporte : Io - une unité de mémorisation permettant de mettre en forme les données du flux, - une ou plusieurs unités de contrôle permettant de fournir des instructions pour réaliser un traitement sur les données mises en forme, au moins une unité de traitement par unité de contrôle, les 15 unités de traitement réalisant les instructions reçues des unités de contrôle, - une unité d'entrée/sortie permettant d'acheminer le flux de données entre les moyens d'interconnexion et l'unité de mémorisation d'une part, et entre la ou les unités de traitement et les moyens d'interconnexion d'autre part. 20 L'invention présente plusieurs avantages. Un premier avantage est la possibilité de modifier le code à exécuter par les unités de traitement, même après la réalisation du circuit supportant le dispositif. Un deuxième avantage est la possibilité de réaliser en parallèle, soit un traitement 25 identique sur plusieurs données du flux, soit des traitements plus complexes pour un même nombre de cycles d'horloge en profitant de la mise en parallèle des unités de traitement. Un troisième avantage est la possibilité de réaliser une chaîne de dispositifs selon l'invention afin d'exécuter d'autres traitements sur le flux de données. Un quatrième avantage est que le code à 30 exécuter par les unités de traitement ne comprend que des instructions de calcul mais aucune instruction de contrôle ou de calcul d'adresse. An object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks by proposing a calculation structure that is programmable while limiting the power consumption. To this end, the subject of the invention is a device for processing a data stream comprising K calculation tiles and interconnection means for transferring the data stream between the calculation tiles. Each calculation tile comprises: Io - a storage unit for formatting the data of the stream, - one or more control units for providing instructions for processing on the formatted data, at least one unit of data. processing by control unit, the 15 processing units carrying out the instructions received from the control units, - an input / output unit for routing the data stream between the interconnection means and the storage unit of on the one hand, and between the processing unit (s) and the interconnection means on the other hand. The invention has several advantages. A first advantage is the possibility of modifying the code to be executed by the processing units, even after completion of the circuit supporting the device. A second advantage is the possibility of carrying out, in parallel, either identical processing on several data of the stream, or more complex processes for the same number of clock cycles, taking advantage of the paralleling of the processing units. A third advantage is the possibility of producing a chain of devices according to the invention in order to perform other processing on the data stream. A fourth advantage is that the code to be executed by the processing units comprises only calculation instructions but no control or address calculation instructions.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description faite en regard de dessins annexés qui représentent : - la figure 1, un exemple de dispositif de traitement d'un flux de données selon l'invention, - la figure 2, un exemple d'unité de traitement comportant un processeur à mots d'instructions très longs, - la figure 3, un exemple de gestion d'un bloc de mémoires de mise en forme, - la figure 4, un exemple de gestion d'un bloc de registres de io voisinage dans un cas où les données du bloc de mémoires de mise en forme sont dans l'ordre, - la figure 5, un exemple de gestion du bloc de registres de voisinage dans le cas où les données du bloc de mémoires de mise en forme ne sont pas dans l'ordre, 15 - la figure 6, un ensemble de chronogrammes illustrant la gestion temporelle d'un bloc de registres de voisinage, - la figure 7, un exemple de réalisation d'une tuile de calcul comprenant plusieurs unités de traitement en parallèle. - la figure 8, un ensemble de chronogrammes illustrant la 20 gestion temporelle d'une unité de mémorisation d'une tuile de calcul comportant deux unités de traitement en parallèle, - la figure 9, un exemple de réalisation d'une unité d'entrée/ sortie, la figure 10, un exemple de mise en oeuvre du dispositif selon 25 l'invention pour des images vidéo, - la figure 11, une représentation schématique d'un filtre de Bayer, la figure 12, un exemple de réalisation d'un opérateur d'insertion. 30 La suite de la description est faite en relation avec une chaîne de traitement d'un flux de données vidéo provenant d'un capteur vidéo tel qu'un capteur CMOS. La chaîne de traitement permet par exemple de reconstruire des images couleurs à partir d'un capteur vidéo monochrome sur lequel est 35 appliqué un filtre de couleur, par exemple un filtre de Bayer, d'améliorer la qualité des images restituées, ou encore de réaliser des opérations morphologiques telles que l'érosion/dilatation ou la partie bas niveau traitant les pixels des applications évoluées telles que la stabilisation d'images, la correction des yeux rouges ou la détection de visages. Cependant, le dispositif selon l'invention peut tout aussi bien convenir au traitement d'un flux de données autres que celles issues d'un capteur vidéo. En particulier, le dispositif peut traiter un flux de données audio ou des données dans l'espace de Fourier. The invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of an embodiment given by way of example, a description given with regard to the appended drawings which represent: FIG. 1, an example of processing device of a data stream according to the invention, - Figure 2, an example of a processing unit comprising a processor with very long instruction words, - Figure 3, an example of management of a block FIG. 4 is an exemplary management of a block of neighborhood registers in a case where the data of the block of formatting memories are in order, FIG. an example of management of the neighborhood register block in the case where the data of the formatting memory block are not in order, - FIG. 6, a set of timing diagrams illustrating the temporal management of a block of neighborhood registers, - Figure 7, an exemplary embodiment a calculation tile comprising a plurality of parallel processing units. FIG. 8, a set of timing diagrams illustrating the time management of a storage unit for a calculation tile comprising two parallel processing units; FIG. 9, an embodiment of an input unit; FIG. 10, an exemplary implementation of the device according to the invention for video images, FIG. 11, a schematic representation of a Bayer filter, FIG. 12, an exemplary embodiment of FIG. an insertion operator. The following description is made in connection with a processing chain of a video data stream from a video sensor such as a CMOS sensor. The processing chain makes it possible, for example, to reconstruct color images from a monochrome video sensor on which a color filter, for example a Bayer filter, is applied, to improve the quality of the images rendered, or to realize morphological operations such as erosion / dilatation or low-level processing pixels of advanced applications such as image stabilization, red-eye correction or face detection. However, the device according to the invention may equally well be suitable for processing a data stream other than those originating from a video sensor. In particular, the device can process a stream of audio data or data in the Fourier space.
io La figure 1 représente schématiquement un dispositif 1 de traitement d'un flux de données selon l'invention. Un capteur vidéo 2 génère un flux de données numériques dirigé vers le dispositif 1 de traitement, par l'intermédiaire d'un bus 3 de données. Les données issues du capteur vidéo 2 sont qualifiées de données brutes. Le dispositif 1 traite ces données brutes 15 afin de générer en sortie des données qualifiées de données finales. A cette fin, le dispositif 1 selon l'invention comprend des unités de traitement UT, des unités de contrôle UC, des unités de mémorisation UM et des unités d'entrée/sortie UES regroupées en K tuiles de calcul TC. Le dispositif 1 comprend également des moyens 4 d'interconnexion tels que des bus 41, 42 20 de données. Ces moyens 4 d'interconnexion permettent de transférer le flux de données entre les différentes tuiles de calcul TC. Chaque tuile de calcul TC comporte une unité de mémorisation UM, une ou plusieurs unités de contrôle UC, au moins une unité de traitement UT par unité de contrôle UC et une unité d'entrée/sortie UES. Les unités de mémorisation UM permettent de 25 mettre en forme les données du flux afin de pouvoir être traitées par les unités de traitement UT en fonction d'instructions de code délivrées par les unités de contrôle UC. Les unités d'entrée/sortie UES permettent d'acheminer le flux de données entre les moyens 4 d'interconnexion et les unités de mémorisation UM d'une part, et entre les unités de traitement UT et 30 les moyens 4 d'interconnexion d'autre part. Dans l'exemple de la figure 1, le dispositif 1 comprend 4 tuiles de calcul TC, la première et la quatrième tuile de calcul TC1 et TC4 comportant chacune une unité de mémorisation UM, une unité de contrôle UC, une unité de traitement UT et une unité d'entrée/sortie UES, la deuxième tuile de calcul TC2 comportant une unité de 35 mémorisation UM, une unité de contrôle UC, deux unités de traitement UT et une unité d'entrée/sortie UES, et la troisième tuile de calcul TC3 comportant une unité de mémorisation UM, deux unités de contrôle UC, deux unités de traitement UT par unité de contrôle UC et une unité d'entrée/sortie UES. Chaque tuile de calcul TC permet de réaliser une fonction ou une suite de fonctions à partir d'instructions de code. Dans le cadre d'une chaîne de traitement vidéo, chaque tuile de calcul TC réalise par exemple l'une des fonctions suivantes : correction de la balance des blancs, dématriçage, diminution du bruit, accentuation des contours. La composition d'une tuile de calcul TC dépend notamment de la ou des fonctions qu'elle a à réaliser. En to particulier, le nombre d'unités de contrôle UC composant une tuile de calcul TC dépend du nombre de traitements différents devant être réalisés simultanément par la tuile de calcul TC. Chaque unité de contrôle UC au sein de la tuile de calcul TC pouvant comporter son propre code, une tuile de calcul TC comporte par exemple autant d'unités de contrôle UC que de 15 traitements distincts à réaliser en parallèle sur les données. FIG. 1 diagrammatically represents a device 1 for processing a data stream according to the invention. A video sensor 2 generates a digital data stream directed to the processing device 1, via a data bus 3. The data from the video sensor 2 is referred to as raw data. Device 1 processes this raw data 15 to output data qualified as final data. For this purpose, the device 1 according to the invention comprises processing units UT, control units UC, storage units UM and input / output units UES grouped into K calculation tiles TC. The device 1 also comprises interconnection means 4 such as data buses 41, 42. These interconnection means 4 make it possible to transfer the flow of data between the different calculation tiles TC. Each calculation tile TC comprises a storage unit UM, one or more control units UC, at least one processing unit UT per control unit UC and an input / output unit UES. The storage units UM make it possible to format the data of the stream so that it can be processed by the processing units UT according to code instructions issued by the control units UC. The input / output units UES make it possible to route the data stream between the interconnection means 4 and the storage units UM on the one hand, and between the processing units UT and the interconnection means 4 on the other hand. 'somewhere else. In the example of FIG. 1, the device 1 comprises 4 calculation tiles TC, the first and the fourth calculation tiles TC1 and TC4 each comprising a storage unit UM, a control unit UC, a processing unit UT, and an input / output unit UES, the second calculation tile TC2 comprising a storage unit UM, a control unit UC, two processing units UT and an input / output unit UES, and the third calculation tile TC3 comprising a storage unit UM, two control units UC, two processing units UT per control unit UC and an input / output unit UES. Each calculation tile TC makes it possible to perform a function or a series of functions from code instructions. As part of a video processing chain, each calculation tile TC performs for example one of the following functions: correction of the white balance, demosaicing, noise reduction, sharpening of the outlines. The composition of a calculation tile TC depends in particular on the function or functions it has to perform. In particular, the number of control units UC composing a calculation tile TC depends on the number of different treatments to be performed simultaneously by the calculation tile TC. Each control unit UC within the calculation tile TC may include its own code, a calculation tile TC comprises for example as many UC control units as 15 separate processing to be performed in parallel on the data.
Les unités de traitement UT peuvent être plus ou moins complexes. En particulier, elles peuvent comporter soit de simples opérateurs dédiés, par exemple composés de blocs logiques, soit des 20 processeurs. Chaque unité de traitement UT est indépendante des autres et peut comporter des opérateurs ou des processeurs différents. Les opérateurs dédiés sont par exemple des multiplieurs, des additionneurs/ soustracteurs, des opérateurs d'affectation ou des opérateurs de décalage. Avantageusement, les unités de traitement UT ne contiennent que les 25 opérateurs dédiés couramment utilisés pour le traitement envisagé. Une unité de traitement UT peut également comporter un processeur. Dans un premier mode de réalisation, le processeur comprend une seule unité arithmétique et logique. Dans un deuxième mode de réalisation, le processeur est un processeur à mot d'instruction très long, 30 couramment appelé d'après la littérature anglo-saxonne processeur VLIW pour "Very Long Instruction Word". Un tel processeur peut comporter plusieurs unités arithmétiques et logiques. Dans une variante préférée, un processeur VLIW comporte par exemple des décodeurs d'instructions, non plus des unités arithmétiques et logiques mais seulement des opérateurs de 35 calcul, une mémoire locale et des registres de données. Avantageusement, seuls les opérateurs de calcul nécessaires à l'exécution des codes de calcul à réaliser sont implantés dans le processeur lors de sa conception. Ensuite, deux d'entre eux ou plus peuvent être utilisés dans le même cycle pour effectuer en parallèle des opérations distinctes. Les opérateurs non utilisés ne reçoivent pas les signaux d'horloge. La consommation électrique des unités de traitement UT s'en trouve ainsi réduite. Ces caractéristiques avantageuses ont conduit à une forme particulière de réalisation, représentée à la figure 2. Dans cette figure, le processeur VLIW comporte deux voies. Autrement dit, il peut exécuter jusqu'à deux instructions dans un io même cycle d'horloge. Le processeur comporte un premier décodeur d'instructions 21, un deuxième décodeur d'instructions 22, un premier ensemble de multiplexeurs 23, un ensemble d'opérateurs de calcul 24, un deuxième ensemble de multiplexeurs 25, un ensemble de registres de données 26 et une mémoire locale 27. Les décodeurs d'instructions 21 et 22 15 reçoivent des instructions en provenance d'une unité de contrôle UC. En fonction des instructions reçues, les multiplexeurs 23 dirigent des données à traiter sur une entrée de l'un des opérateurs de calcul 24 et les multiplexeurs 25 dirigent les données traitées vers les registres de données 26. Les registres de données 26 contenant les données traitées peuvent être mis en 20 liaison avec des sorties du processeur. La taille des rnots d'instructions très longs est par exemple de 48 bits, soit 24 bits par voie. Les opérateurs de calcul 24 travaillent ainsi en précision 24 bits. Dans le cadre d'un traitement vidéo et plus particulièrement d'une reconstruction d'image à partir de données issues d'un capteur vidéo, les opérateurs de calcul 24 sont 25 avantageusement deux additionneurs/ soustracteurs, un multiplieur, un opérateur d'affectation, un opérateur d'écriture dans la mémoire locale et un opérateur de décalage. Toujours selon une forme particulière de réalisation, l'exécution des instructions peut être conditionnée par un positionnement d'un drapeau. 30 L'instruction peut alors être complétée par un préfixe indiquant la condition d'exécution. Le drapeau est par exemple un bit d'un registre contenant le résultat d'une instruction exécutée durant le cycle d'horloge précédent. Ce bit peut correspondre aux indicateurs de zéro, de signe ou de report (carry) du registre. A chaque instruction, les décodeurs d'instructions 21 et 22 testent le 35 positionnement du drapeau lié à cette instruction. Si ce positionnement est conforme à la condition d'exécution, l'opération est exécutée, sinon elle est remplacée par une instruction de non-opération, appelée NOP. A la fin du cycle de chaque instruction, la valeur du drapeau est envoyée aux deux décodeurs d'instructions 21 et 22 afin de pouvoir tester l'éventuelle condition d'une instruction suivante. Selon une forme particulière de réalisation, chaque mot d'instruction est codé sur 24 bits. Les 3 premiers bits (bits 0 à 2) peuvent contenir la condition d'instruction, les deux bits suivants (bits 3 et 4) peuvent coder le mode d'accès à la donnée, les sixième, septième et huitième bits Io (bits 5 à 7) peuvent coder l'identifiant de l'opération, les quatre bits suivants (bits 8 à 11) peuvent désigner le registre de destination, les quatre bits suivants (bits 12 à 15) peuvent désigner le registre source et les 8 derniers bits (bits 16 à 23) peuvent contenir une constante. Un exemple de programmation utilisant un tel codage est donné en annexe. 15 Le dispositif 1 de traitement d'un flux de données comprend M unités de contrôle UC, M étant compris entre 1 et N, N étant le nombre d'unités de traitement UT. Dans le cas où le nombre M d'unités de contrôle UC est égal au nombre N d'unités de traitement UT, chaque unité de 20 traitement UT peut disposer de sa propre unité de contrôle UC. Dans le cas où le nombre M d'unités de contrôle UC est inférieur au nombre N d'unités de traitement UT, alors au moins une tuile de calcul TC comprend plusieurs unités de traitement UT, comme dans l'exemple de la figure 1 (TC2, TC3). Une unité de contrôle UC de cette tuile de calcul TC fournit alors des 25 instructions à plusieurs unités de traitement UT, ces unités de traitement UT étant dites en parallèle. Une unité de contrôle UC peut comprendre une mémoire permettant de stocker les instructions de code pour la ou les unités de traitement UT qu'elle sert. Une unité de contrôle UC peut également comporter un compteur ordinal, un décodeur d'instructions et un gestionnaire 30 d'adresse. Dans le cadre d'un traitement d'images brutes obtenues par un filtre de couleur, le gestionnaire d'adresse et le compteur ordinal permettent d'appliquer un traitement différent en fonction de la couleur du pixel courant. En particulier, le code peut être découpé en segrnents de code, chaque 35 segment de code comportant des instructions pour l'une des couleurs du filtre. Le gestionnaire d'adresse peut indiquer au compteur ordinal la couleur du pixel courant, par exemple rouge, vert ou bleu. Selon une forme particulière de réalisation, le gestionnaire d'adresse comporte un mot de deux bits permettant de coder jusqu'à quatre couleurs ou natures différentes de pixels dans un voisinage pixel de taille deux par deux. A chaque cycle d'horloge, le compteur ordinal est incrémenté d'une valeur de décalage (offset) dépendant de la valeur du mot. Le compteur ordinal permet alors de pointer sur le segment de code correspondant à la couleur du pixel courant. Les quatre valeurs de décalage sont déterminées à la compilation du code io en fonction du nombre d'instructions de chacun des segments de code. L'utilisation d'un gestionnaire d'adresse et d'un compteur ordinal permet de décharger le programmeur et évite ainsi qu'il détermine lui-même par programme la nature du pixel courant. Cette gestion devient automatique et permet un temps d'exécution plus court et une programmation plus simple. is Dans le cas particulier où les images traitées sont monochromes, les mêmes instructions sont appliquées à tous les pixels. Les valeurs de décalage sont alors égales et déterminées afin que le compteur ordinal pointe la première instruction après le code d'initialisation. The UT processing units can be more or less complex. In particular, they may comprise either simple dedicated operators, for example composed of logic blocks, or processors. Each UT processing unit is independent of the others and may have different operators or processors. Dedicated operators are for example multipliers, adders / subtracters, assignment operators or shift operators. Advantageously, the processing units UT contain only the 25 dedicated operators commonly used for the treatment envisaged. A processing unit UT may also include a processor. In a first embodiment, the processor comprises a single arithmetic and logical unit. In a second embodiment, the processor is a very long word processor, commonly referred to as VLIW processor for "Very Long Instruction Word". Such a processor may comprise several arithmetic and logical units. In a preferred variant, a VLIW processor comprises, for example instruction decoders, no longer arithmetic and logical units but only calculation operators, a local memory and data registers. Advantageously, only the computation operators necessary for the execution of the computation codes to be produced are implanted in the processor during its design. Then two or more of them can be used in the same cycle to perform separate operations in parallel. Unused operators do not receive clock signals. The power consumption of the UT processing units is thereby reduced. These advantageous characteristics have led to a particular embodiment, shown in FIG. 2. In this figure, the VLIW processor comprises two channels. In other words, it can execute up to two instructions in the same clock cycle. The processor comprises a first instruction decoder 21, a second instruction decoder 22, a first set of multiplexers 23, a set of calculation operators 24, a second set of multiplexers 25, a set of data registers 26 and local memory 27. The instruction decoders 21 and 22 receive instructions from a control unit UC. According to the instructions received, the multiplexers 23 direct data to be processed on an input of one of the calculation operators 24 and the multiplexers 25 direct the processed data to the data registers 26. The data registers 26 containing the processed data can be connected to processor outputs. The size of the very long instructions is, for example, 48 bits, ie 24 bits per channel. Calculation operators 24 thus work in 24-bit precision. In the context of a video processing and more particularly an image reconstruction from data from a video sensor, the calculation operators 24 are advantageously two adders / subtracters, a multiplier, an assignment operator , a write operator in the local memory and an offset operator. Still according to a particular embodiment, the execution of the instructions may be conditioned by a positioning of a flag. The instruction can then be supplemented by a prefix indicating the execution condition. The flag is for example a bit of a register containing the result of an instruction executed during the preceding clock cycle. This bit may correspond to the zero, sign or carry indicators of the register. At each instruction, the instruction decoders 21 and 22 test the positioning of the flag associated with this instruction. If this positioning conforms to the execution condition, the operation is executed, otherwise it is replaced by a non-operation instruction, called NOP. At the end of the cycle of each instruction, the flag value is sent to the two instruction decoders 21 and 22 in order to test the possible condition of a next instruction. According to a particular embodiment, each instruction word is coded on 24 bits. The first 3 bits (bits 0 to 2) can contain the instruction condition, the next two bits (bits 3 and 4) can encode the data access mode, the sixth, seventh, and eighth Io bits (bits 5). to 7) can encode the identifier of the operation, the next four bits (bits 8 to 11) can designate the destination register, the next four bits (bits 12 to 15) can designate the source register and the last 8 bits (bits 16 to 23) can contain a constant. An example of programming using such a coding is given in the appendix. The device 1 for processing a data stream comprises M control units UC, M being between 1 and N, where N is the number of processing units UT. In the case where the number M of control units UC is equal to the number N of processing units UT, each processing unit UT may have its own control unit UC. In the case where the number M of control units UC is smaller than the number N of processing units UT, then at least one calculation tile TC comprises several processing units UT, as in the example of FIG. TC2, TC3). A control unit UC of this calculation tile TC then provides instructions to a plurality of processing units UT, these processing units UT being said in parallel. A control unit UC may include a memory for storing the code instructions for the processing unit (s) UT that it serves. A control unit UC may also include an ordinal counter, an instruction decoder and an address manager. In the context of a raw image processing obtained by a color filter, the address manager and the ordinal counter make it possible to apply a different treatment according to the color of the current pixel. In particular, the code may be divided into code segments, each code segment including instructions for one of the colors of the filter. The address manager may indicate to the ordinal counter the color of the current pixel, for example red, green or blue. According to a particular embodiment, the address manager comprises a two-bit word for encoding up to four colors or different types of pixels in a pixel neighborhood of size two by two. At each clock cycle, the ordinal counter is incremented by an offset value depending on the value of the word. The ordinal counter then makes it possible to point to the segment of code corresponding to the color of the current pixel. The four offset values are determined at the compilation of the code io according to the number of instructions of each of the code segments. The use of an address manager and an ordinal counter makes it possible to unload the programmer and thus avoids that he himself determines programmatically the nature of the current pixel. This management becomes automatic and allows a shorter execution time and simpler programming. In the particular case where the processed images are monochrome, the same instructions are applied to all the pixels. The offset values are then equal and determined so that the ordinal counter points to the first instruction after the initialization code.
20 Le dispositif 1 de traitement d'un flux de données comprend également K unités de mémorisation UM, K étant compris entre 1 et M. Une tuile de calcul TC peut comprendre plusieurs unités de contrôle UC, comme dans l'exemple de la figure 1 (TC3). Les mêmes données du flux, ou des données voisines, présentes dans l'unité de mémorisation UM peuvent alors 25 être traitées différemment par les unités de traitement UT de la tuile de calcul, chaque unité de contrôle UC fournissant des instructions à au moins une unité de traitement UT. Les unités de mémorisation UM ont pour principale fonction de mettre en forme les données du flux afin de faciliter l'accès des unités de traitement UT à ces données. Plus précisément, les 30 unités de mémorisation UM mettent en forme les données sous forme de voisinages et gèrent l'accès aux données lorsque des unités de traitement UT sont en parallèle. Selon une première forme de réalisation, les unités de mémorisation UM comprennent chacune un nombre de registres de données égal au nombre d'unités de traitement UT situées dans la tuile de calcul TC de l'unité de mémorisation UM considérée. Selon une deuxième forme de réalisation, particulièrement adaptée au traitement d'images vidéo, les unités de mémorisation UM comprennent chacune un premier bloc mémoire appelé bloc de mémoires de mise en forme et un deuxième bloc mémoire appelé bloc de registres de voisinage. Les unités de mémorisation UM étant indépendantes les unes des autres, le dispositif 1 de traitement du flux de données peut comprendre à la fois des unités de mémorisations UM selon la première forme de réalisation et des unités de mémorisation UM selon la deuxième forme de réalisation. La deuxième forme de réalisation permet de réaliser des traitements sur des voisinages de données. Pour une image vidéo, un voisinage peut être défini comme une maille de pixels adjacents, cette maille étant généralement carrée ou au moins rectangulaire. Une maille rectangulaire peut être définie par sa dimension VlxVc où VI est le nombre de pixels du voisinage selon les lignes et Vc est le nombre de pixels du voisinage selon les colonnes. Le bloc de mémoires de mise en forme stocke les données du flux de sorte qu'elles puissent être recopiées de manière systématique à chaque arrivée d'une nouvelle donnée. Le bloc de registres de voisinage permet un accès aux pixels du voisinage courant par la ou les unités de traitement UT de la tuile de calcul considérée. La figure 3 illustre, par un bloc 31 de mémoires de mise en forme représenté à différents pas de temps T, un exemple de gestion du bloc 31 pour des données correspondant à un flux de valeurs de pixels provenant d'un capteur vidéo 32. Le capteur vidéo 32 est de résolution Nc colonnes par NI lignes. La résolution est par exemple VGA (640x480), "HD Ready" (1080x720) ou "Full HD" (1920x1080). Les pixels sont envoyés et stockés au fur et à mesure de leur arrivée vers le bloc 31 de mémoires de mise en forme. Ce bloc 31 est de dimension NcxVI. Autrement dit, le bloc 31 comprend NcxVl cellules mémoire agencées suivant une maille de Nc colonnes et de VI lignes. Des valeurs courantes pour VI sont trois, quatre, cinq, six ou sept. Physiquement, le bloc 31 peut être constitué d'un ou plusieurs modules mémoire. Le bloc 31 peut être géré comme un registre à décalage. Autrement dit, à chaque pas de temps ou cycle d'horloge, les données sont décalées pour laisser place à la nouvelle donnée entrante. The device 1 for processing a data stream also comprises K storage units UM, K being between 1 and M. A calculation tile TC may comprise several control units UC, as in the example of FIG. (TC3). The same data of the flow, or neighboring data, present in the storage unit UM can then be processed differently by the processing unit UT of the calculation tile, each control unit UC providing instructions to at least one unit UT treatment. The main function of the storage units UM is to format the data of the flow in order to facilitate the access of the processing units UT to these data. Specifically, the UM storage units format the data as neighborhoods and manage access to the data when UT processing units are in parallel. According to a first embodiment, the storage units UM each comprise a number of data registers equal to the number of processing units UT located in the calculation tile TC of the storage unit UM considered. According to a second embodiment, which is particularly suitable for processing video images, the storage units UM each comprise a first memory block called a shaping memory block and a second memory block called a neighborhood register block. Since the storage units UM are independent of each other, the data stream processing device 1 can comprise both storage units UM according to the first embodiment and storage units UM according to the second embodiment. The second embodiment allows processing on data neighborhoods. For a video image, a neighborhood can be defined as a mesh of adjacent pixels, this mesh being generally square or at least rectangular. A rectangular mesh may be defined by its dimension VlxVc where VI is the number of pixels of the neighborhood along the lines and Vc is the number of pixels of the neighborhood according to the columns. The block of formatting memories stores the data of the stream so that it can be copied systematically at each arrival of a new datum. The neighborhood register block allows access to the pixels of the current neighborhood by the processing unit (s) UT of the considered calculation tile. FIG. 3 illustrates, by a block 31 of formatting memories represented at different time steps T, an example of management of the block 31 for data corresponding to a stream of pixel values coming from a video sensor 32. 32 video sensor is Nc resolution columns by NI lines. The resolution is for example VGA (640x480), "HD Ready" (1080x720) or "Full HD" (1920x1080). Pixels are sent and stored as they arrive at block 31 of formatting memories. This block 31 is of dimension NcxVI. In other words, the block 31 comprises NcxVl memory cells arranged in a mesh of Nc columns and VI lines. Common values for VI are three, four, five, six, or seven. Physically, block 31 may consist of one or more memory modules. Block 31 can be managed as a shift register. In other words, at each time step or clock cycle, the data is shifted to make room for the new incoming data.
Avantageusement, le bloc 31 est géré comme une mémoire classique de manière à ce que les pixels soient recopiés dans leur ordre d'arrivée. Dans ce dernier cas et dans un premier mode de réalisation, on considère un compteur CPT s'incrémentant à chaque donnée entrante. Chaque nouveau pixel venant du flux de données est alors recopié dans une cellule 33 du bloc 31 de mémoires de mise en forme située à la ligne correspondant à E(CPT/Nc), où E(x) est la fonction renvoyant la partie entière d'un nombre x, et à la colonne correspondant au reste de CPT/Nc. Le compteur CPT est remis à zéro chaque fois qu'il atteint la valeur égale à NcxVI. io Dans un deuxième mode de réalisation, on considère, un compteur CPTC s'incrémentant après chaque donnée entrante et un compteur CPTL s'incrémentant à chaque fois que le compteur CPTC atteint la valeur Nc. Le compteur CPTC est remis à zéro chaque fois qu'il atteint la valeur Nc et le compteur CPTL est remis à zéro chaque fois qu'il atteint la valeur VI. Chaque 15 nouveau pixel venant du flux de données est alors recopié dans la cellule 33 dont le numéro de ligne correspond à la valeur CPTL. et dont le numéro de colonne correspond à la valeur CPTC. La figure 4 illustre un exemple de gestion du bloc de registres de voisinage pour des données provenant du bloc 31 de mémoires de mise en 20 forme. Le bloc 34 de registres de voisinage comprend un nombre de registres de voisinage égal à VlxVc. Ces registres de voisinage sont agencés de la même manière que le voisinage de pixels, c'est-à-dire qu'ils forment une maille de VI lignes et Vc colonnes de registres. La recopie des données du bloc 31 de mémoires de mise en forme vers les registres de voisinage 25 débute dès qu'il y a un nombre de données dans le bloc 31 égal à Ncx(VI- 1)+1. Dans le cas d'un voisinage de dimension 3x3, représenté à la figure 4, la recopie des données débute ainsi lorsque deux lignes de données plus une donnée sont présentes dans le bloc 31. Dans un mode de réalisation, les données sont recopiées à chaque cycle d'horloge par groupes de VI données 30 d'une même colonne. A un pas de temps donné, le numéro de la colonne à recopier est donné par la valeur de CPTC. Cette colonne comprend en effet le dernier pixel arrivé dans le bloc 31. Avantageusement, une colonne 35 de VI registres de données est ajoutée aux registres de voisinage. Cette colonne 35 permet de ne bloquer les accès aux registres du bloc 34 par les 35 unités de traitement UT que pendant un seul cycle d'horloge, celui du décalage des valeurs dans le bloc 34. Autrement, les accès sont bloqués à la fois pendant le décalage des valeurs et pendant la recopie des données à partir du bloc 31. Pendant un premier cycle d'horloge, les données de la colonne du bloc 31 indiquée par le compteur CPTC sont recopiées dans les registres de la colonne 35. Pendant un deuxième cycle d'horloge, toutes les données du bloc 34 et de la colonne 35 sont décalées d'une colonne. Ainsi, pour un voisinage de dimension 3x3, dans un même cycle d'horloge, les données d'une première colonne 341 sont décalées vers une deuxième colonne 342, pendant que les données de cette colonne 342 sont décalées io vers une troisième colonne 343 et que les données de la colonne 35 sont décalées vers la colonne 341. Du fait de la gestion cyclique du bloc 31, les données ne sont pas toujours stockées dans le bloc 31 suivant l'ordre des lignes du capteur vidéo 32. Dans ce cas, les pixels doivent être recopiés dans la colonne 35 ou, le 15 cas échéant, dans la colonne 341 du bloc 34, dans un ordre différent. La figure 5 illustre un tel cas où les dernières données du flux se trouvent stockées sur la première ligne du bloc 31. Dans le cas d'un voisinage de dimension 3x3, la recopie des pixels dans la colonne 35 peut être gérée par les étapes de placement suivantes : 20 - le pixel dernier arrivant va toujours sur la troisième ligne 347 de la colonne 35 des registres de voisinage ; - si le compteur CPTL est égal à zéro, autrement dit si le dernier pixel est arrivé à la première ligne 311 du bloc 31, alors o le pixel de la deuxième ligne 312 du bloc 31 est recopié 25 à la première ligne 345 de la colonne 35, o le pixel de la troisième ligne 313 du bloc 31 est recopié à la deuxième ligne 346 de la colonne 35 ; si le compteur CPTL est égal à un, autrement dit si le dernier pixel est arrivé à la deuxième ligne 312 du bloc 31, alors 30 o le pixel de la première ligne du bloc 31 est recopié à la deuxième ligne 346 de la colonne 35, o le pixel de la troisième ligne 313 du bloc 31 est recopié à la première ligne 345 de la colonne 35 ; si le compteur CPTL est égal à deux, autrement dit si le dernier 35 pixel est arrivé à la troisième ligne 313 du bloc 31, alors o le pixel de la première ligne 311 du bloc 31 est recopié à la première ligne 345 de la colonne 35, o le pixel de la deuxième ligne 312 du bloc 31 est recopié à la deuxième ligne 346 de la colonne 35. Advantageously, the block 31 is managed as a conventional memory so that the pixels are copied in their order of arrival. In the latter case and in a first embodiment, a CPT counter is considered incrementing to each incoming data item. Each new pixel coming from the data stream is then copied into a cell 33 of the formatting memory block 31 located on the line corresponding to E (CPT / Nc), where E (x) is the function returning the integer part of a number x, and the column corresponding to the rest of CPT / Nc. The counter CPT is reset every time it reaches the value equal to NcxVI. In a second embodiment, a CPTC counter is considered to increment after each incoming data and a counter CPTL is incremented each time the counter CPTC reaches the value Nc. The counter CPTC is reset each time it reaches the value Nc and the counter CPTL is reset every time it reaches the value VI. Each new pixel from the data stream is then copied into cell 33 whose line number corresponds to the value CPTL. and whose column number corresponds to the CPTC value. FIG. 4 illustrates an exemplary management of the neighborhood register block for data from the block 31 of formatting memories. The block 34 of neighborhood registers comprises a number of neighborhood registers equal to VlxVc. These neighborhood registers are arranged in the same way as the neighborhood of pixels, that is to say that they form a mesh of VI lines and Vc columns of registers. The copy of the data from the block 31 of the formatting memories to the neighborhood registers 25 begins as soon as there is a number of data in the block 31 equal to Ncx (VI-1) +1. In the case of a neighborhood of dimension 3x3, represented in FIG. 4, the copying of the data thus begins when two lines of data plus one piece of data are present in block 31. In one embodiment, the data is copied to each clock cycle by groups of VI data 30 of the same column. At a given time step, the number of the column to be copied is given by the value of CPTC. This column indeed comprises the last pixel arrived in block 31. Advantageously, a column 35 of VI data registers is added to the neighborhood registers. This column 35 makes it possible to block the accesses to the registers of the block 34 by the processing units UT only during a single clock cycle, that of the shifting of the values in the block 34. Otherwise, the accesses are blocked both during the offset of the values and during the copying of the data from the block 31. During a first clock cycle, the data of the column of the block 31 indicated by the counter CPTC are copied in the registers of the column 35. During a second clock cycle, all data in block 34 and column 35 are shifted by one column. Thus, for a neighborhood of dimension 3x3, in the same clock cycle, the data of a first column 341 are shifted to a second column 342, while the data of this column 342 is shifted to a third column 343 and that the data of the column 35 are shifted to the column 341. Because of the cyclic management of the block 31, the data are not always stored in the block 31 in the order of the lines of the video sensor 32. In this case, the pixels must be copied in column 35 or, if appropriate, in column 341 of block 34, in a different order. FIG. 5 illustrates such a case where the last data of the stream are stored on the first line of block 31. In the case of a neighborhood of dimension 3 × 3, the copying of the pixels in column 35 can be managed by the steps of FIG. following placement: the last arriving pixel always goes to the third line 347 of the neighborhood register column 35; if the counter CPTL is equal to zero, in other words if the last pixel has arrived at the first line 311 of the block 31, then the pixel of the second line 312 of the block 31 is copied to the first row 345 of the column 35, where the pixel of the third line 313 of the block 31 is copied to the second line 346 of the column 35; if the counter CPTL is equal to one, in other words if the last pixel has arrived at the second line 312 of the block 31, then 30 o the pixel of the first line of the block 31 is copied to the second line 346 of the column 35, the pixel of the third line 313 of the block 31 is copied to the first line 345 of the column 35; if the counter CPTL is equal to two, in other words if the last pixel has arrived at the third line 313 of the block 31, then the pixel of the first line 311 of the block 31 is copied to the first line 345 of the column 35 the pixel of the second line 312 of the block 31 is copied to the second line 346 of the column 35.
Plus généralement, dans le cas d'un voisinage de taille VcxVI, le pixel du bloc 31 de mémoires de mise en forme situé à la ligne NoLigne et à la colonne indiquée par CPTC est notamment recopié à la colonne 35, ou, le cas échéant, dans la première colonne 341 du bloc 34, à la ligne définie par (CPTL + NoLigne + 1) modulo VI. io Selon un mode particulier de réalisation, la recopie des pixels du bloc 31 dans la colonne 35 de registres n'est pas effectuée simultanément au décalage des pixels dans le bloc 34. Cette forme de réalisation permet aux unités de traitement UT d'accéder aux données présentes dans le bloc 34 de registres de voisinage pendant une plus grande période. La figure 6 15 représente un ensemble de chronogrammes permettant de mettre en oeuvre ce mode de réalisation. Le décalage temporel entre la recopie des pixels et le décalage des pixels dans le bloc 34 peut être réalisé en introduisant, en plus d'une première horloge, appelée horloge pixel 61 et permettant de cadencer le flux de données et la recopie des pixels, une deuxième horloge, 20 appelée horloge pixel décalée 62. Cette horloge pixel décalée 62 peut être à la même fréquence que l'horloge pixel 61 mais décalée dans le temps. Ce décalage correspond par exemple à une période de l'horloge des unités de traitement UT 63. Les données présentes dans le bloc 34 sont alors accessibles pendant toute la période séparant deux coups d'horloge de 25 l'horloge pixel décalée 62. L'accès aux registres de voisinage par les unités de traitement UT peut être réalisé par un port d'entrée/sortie, par exemple intégré à chaque unité de traitement UT, dont le nornbre de connexions est égal au nombre de registres de voisinage multiplié par la taille des données. Chaque registre de voisinage est relié au port d'entrée/sortie. 30 Avantageusement, chaque unité de mémorisation UM comprend un multiplexeur dont le nombre d'entrées est égal au nombre de registres de voisinage du bloc 34 et le nombre de sorties est égal au nombre de données pouvant être traitées simultanément par l'unité de traitement UT de la tuile de calcul TC considérée. L'unité de traitement UT peut alors comprendre un port 35 d'entrée/sortie dont le nombre de connexions est égal au nombre de données pouvant être traitées simultanément multiplié par la taille des données. En l'occurrence, une unité de traitement UT comprenant un processeur VLIW à deux voies traitant des données sur 12 bits peut comporter un port d'entrée/sortie à 24 (2x12) connexions. More generally, in the case of a neighborhood of size VcxVI, the pixel of the block 31 formatting memories located line NoLigne and the column indicated by CPTC is recopied in particular in column 35, or, where appropriate in the first column 341 of block 34, at the line defined by (CPTL + NoLine + 1) modulo VI. According to a particular embodiment, the copying of the pixels of the block 31 in the register column 35 is not performed simultaneously with the offset of the pixels in the block 34. This embodiment allows the processing units UT to access the data present in block 34 of neighborhood registers for a longer period. Figure 6 shows a set of timing diagrams for implementing this embodiment. The temporal offset between the copying of the pixels and the offset of the pixels in the block 34 can be achieved by introducing, in addition to a first clock, called the pixel clock 61 and allowing to clock the data flow and the copying of the pixels, a second clock, called the offset pixel clock 62. This offset pixel clock 62 may be at the same frequency as the pixel clock 61 but shifted in time. This offset corresponds, for example, to a period of the clock of the UT processing units 63. The data present in the block 34 are then accessible during the entire period separating two clock ticks from the offset pixel clock 62. access to the neighborhood registers by the processing units UT can be achieved by an input / output port, for example integrated to each processing unit UT, whose number of connections is equal to the number of neighborhood registers multiplied by the size Datas. Each neighborhood register is connected to the input / output port. Advantageously, each storage unit UM comprises a multiplexer whose number of inputs is equal to the number of neighborhood registers of the block 34 and the number of outputs is equal to the number of data that can be processed simultaneously by the processing unit UT of the TC calculation tile considered. The processing unit UT may then comprise an input / output port whose number of connections is equal to the number of data that can be processed simultaneously multiplied by the size of the data. In this case, a processing unit UT comprising a two-way VLIW processor processing 12-bit data may comprise an input / output port with 24 (2x12) connections.
Selon un mode particulier de réalisation, une même unité de mémorisation UM fournit des données à plusieurs unités de traitement UT en parallèle. Ce mode de réalisation est possible grâce aux unités de mémorisation UM comportant un bloc 31 de mémoires de mise en forme et un bloc 34 de registres de voisinage. La figure 7 illustre un exemple de tuile io de calcul TC où une unité de mémorisation UM fournit des données à n unités de traitement UT en parallèle, n étant inférieur ou égal au nombre N d'unités de traitement UT du dispositif 1. Les instructions sont fournies aux n unités de traitement UT par une unité de contrôle UC. Selon ce mode de réalisation, le bloc 34 de registres de voisinage est de dimension (n+Vl-1)xVl. is Autrement dit, le bloc 34 comprend (n+Vl-1)xVl registres de données agencés suivant une maille de n+Vl-1 colonnes et VI lignes. Par exemple, pour trois unités de traitement UT en parallèle et un voisinage de dimension 5x5, une maille de 7 (=3+5-1) colonnes et 5 lignes de registres sont nécessaires. De plus, une colonne 35 de VI registres de données peut être 20 ajoutée au bloc 34. Ainsi, l'accès aux registres de voisinage par les unités de traitement UT n'est bloqué que pendant un seul cycle des unités de traitements UT. La recopie des données du bloc 31 vers la colonne 35 de registres débute alors lorsque le bloc 31 de mémoires de mise en forme comporte Ncx(Tv-1)+1 données. Par ailleurs, pour n unités de traitement UT 25 en parallèle, le traitement des données est réalisé lorsque n nouvelles données sont arrivées dans le bloc 31. L'accès aux registres de voisinage par les n unités de traitement UT peut également être réalisé par un port d'entrée/sortie intégré à chaque unité de traitement UT. Le nombre de connexions du port d'entrée/sortie de chaque unité de traitement UT est alors 30 égal au nombre de registres de voisinage auxquels l'unité de traitement UT nécessite un accès multiplié par la taille des données. De même, l'unité de mémorisation UM peut comprendre un multiplexeur dont le nombre d'entrées est égal au nombre de registres de voisinage du bloc 34 et le nombre de sorties est égal au nombre de données pouvant être traitées simultanément 35 par les n unités de traitement UT, chaque unité de traitement UT comprenant un port d'entrée/sortie dont le nombre de connexions est égal au nombre de données pouvant être traitées simultanément par ladite unité de traitement UT multiplié par la taille des données. La figure 8 illustre, par un ensemble de chronogrammes, un exemple de gestion d'une tuile de calcul TC comportant deux unités de traitement UT en parallèle. Un premier chronogramme 81 représente l'horloge des unités de traitement UT de cadence Farchi. Un deuxième chronogramme 82 représente l'horloge pixel de cadence Fp1Xe,. L'horloge pixel fixe la cadence à laquelle arrivent les données du flux, lesquelles sont io envoyées dans le bloc 31 de mémoires de mise en forme. La cadence Farchi peut être égale à pxFp1xe1 avec p un entier positif. Selon la figure 8, la cadence Fp1Xe, est quatre fois supérieure à la cadence Farchi• Chaque unité de traitement UT dispose ainsi de quatre cycles d'horloge par donnée à traiter. Un troisième chronogramme 83 représente une horloge de décalage. Cette 15 horloge génère deux coups d'horloge 831, 832 successifs après un coup d'horloge sur deux de l'horloge pixel. A chaque coup d'horloge de l'horloge de décalage, les données du bloc 34 sont décalées d'une colonne. Un quatrième chronogramme 84 représente l'horloge pixel décalé. La cadence de cette horloge est sensiblement égale à la moitié de la cadence Fpixe,, un 20 coup d'horloge 840 étant généré après les deux coups d'horloge 831, 832 de l'horloge de décalage. De manière générale, la cadence de l'horloge pixel décalée est égale à 1/n fois la cadence Foxe, de l'horloge pixel. A chaque coup d'horloge 840 de l'horloge pixel décalée, les données sont recopiées du bloc 31 vers le bloc 35. L'accès aux registres de voisinage par les unités de 25 traitement UT est possible entre deux coups d'horloge 840 de l'horloge pixel décalée. According to a particular embodiment, the same storage unit UM provides data to several processing units UT in parallel. This embodiment is possible thanks to the storage units UM comprising a block 31 of formatting memories and a block 34 of neighborhood registers. FIG. 7 illustrates an example of a calculation tile TC where a storage unit UM provides data with n processing units UT in parallel, n being less than or equal to the number N of processing units UT of the device 1. The instructions are supplied to the n processing units UT by a control unit UC. According to this embodiment, the block 34 of neighborhood registers has dimension (n + Vl-1) xVl. In other words, the block 34 comprises (n + Vl-1) xVl data registers arranged in a mesh of n + Vl-1 columns and VI lines. For example, for three parallel UT processing units and a 5x5-sized neighborhood, a cell of 7 (= 3 + 5-1) columns and 5 rows of registers is required. In addition, a column 35 of VI data registers can be added to block 34. Thus, access to the neighborhood registers by the processing units UT is blocked only during a single cycle of the processing units UT. The copy of the data from block 31 to register column 35 then begins when block 31 of formatting memories has Ncx (Tv-1) +1 data. Furthermore, for n UT processing units 25 in parallel, the data processing is performed when n new data has arrived in block 31. The access to the neighborhood registers by the n processing units UT can also be performed by a user. Integrated input / output port to each UT processing unit. The number of connections of the input / output port of each processing unit UT is then equal to the number of neighborhood registers to which the processing unit UT requires access multiplied by the size of the data. Similarly, the storage unit UM may comprise a multiplexer whose number of inputs is equal to the number of neighborhood registers of the block 34 and the number of outputs is equal to the number of data that can be processed simultaneously by the n units. UT processing unit, each UT processing unit comprising an input / output port whose number of connections is equal to the number of data that can be processed simultaneously by said processing unit UT multiplied by the size of the data. FIG. 8 illustrates, by a set of timing diagrams, an example of management of a calculation tile TC comprising two processing units UT in parallel. A first timing diagram 81 represents the clock of the processing units UT of cadence Farchi. A second timing diagram 82 represents the clock pixel clock Fp1Xe ,. The pixel clock sets the rate at which the stream data arrives, which is sent to the block 31 of formatting memories. The rate Farchi can be equal to pxFp1xe1 with p a positive integer. According to FIG. 8, the rate Fp1Xe is four times higher than the rate Farchi • Each processing unit UT thus has four clock cycles per data to be processed. A third timing diagram 83 represents an offset clock. This clock generates two successive clock ticks 831, 832 after every other clock pulse of the pixel clock. At each clock stroke of the shift clock, the data of block 34 is shifted by one column. A fourth timing diagram 84 represents the offset pixel clock. The rate of this clock is substantially equal to half the clock rate, a clock stroke 840 being generated after the two clock ticks 831, 832 of the shift clock. In general, the rate of the offset pixel clock is equal to 1 / n times the Foxe rate of the pixel clock. At each clock stroke 840 of the offset pixel clock, the data is copied from block 31 to block 35. Access to neighborhood registers by UT processing units is possible between two clock ticks 840. the offset pixel clock.
Selon une forme particulière de réalisation, les moyens 4 d'interconnexion comprennent un nombre Nb_bus de bus de données. 30 Nb_bus peut être défini par la relation suivante : Nb_bus = Kx(Fp,Xei/Farchi)+1. Cette forme de réalisation permet de connecter les K tuiles de calcul TC les unes aux autres en réalisant un multiplexage spatiotemporel dont le rapport Mux_t de multiplexage temporel est défini par la relation : 35 MUX t = Farchi/Fpixel• Le rapport Mux_t de multiplexage temporel permet de définir un nombre égal d'intervalles de temps, les autorisations d'accès en lecture et en écriture pouvant être définis pour chaque intervalle de temps. Par exemple, pour une cadence Fp1Xe, égale à 50 MHz et une cadence Farchi à 200 MHz, les quatre tuiles de calcul TC de la figure 1 peuvent être chaînées dans un ordre quelconque si les moyens 4 d'interconnexion comportent au minimum deux (4x(50/200)+1) bus de données, les tuiles de calcul TC étant adressées par un multiplexage temporel de rapport quatre (=200/50). Selon cette forme de réalisation, chaque unité d'entrée/sortie UES peut gérer io les autorisations d'accès en lecture et en écriture en fonction du nombre Nb_bus de bus et du rapport Mux_t de multiplexage temporel. En particulier, chaque unité d'entrée/sortie UES peut comporter des registres permettant de déterminer les intervalles de temps pendant lesquels la tuile de calcul TC considérée a une autorisation d'accès en lecture ou en écriture sur l'un des 15 bus de données et, pour chacun de ces intervalles de temps, le bus de données pour lequel l'accès en lecture ou en écriture est autorisé. Une unité d'entrée/sortie UES comporte par exemple, pour la gestion des autorisations d'accès en écriture, Nb_bus registres de taille log2(Mux_t) bits, où log2(x) est la fonction renvoyant le logarithme en base 2 du nombre x et, pour la gestion 20 des autorisations d'accès en lecture, un registre de taille log2(Nb_bus) bits précisant le numéro du bus à lire et un registre de taille log2(Mux_t) bits précisant l'intervalle de temps. Un exemple de réalisation d'une telle unité d'entrée/sortie UES est représenté à la figure 9. L'unité d'entrée/sortie UES comporte deux registres 91 et 92 de 2 bits chacun, le registre 91 gérant 25 l'autorisation d'accès en écriture sur le bus 41 et le registre 92 gérant l'autorisation d'accès en écriture sur le bus 42. Le contenu des registres 91 et 92 est comparé à la valeur de l'intervalle de temps courant, par exemple par des comparateurs 93 et 94 et, en cas d'égalité, l'écriture des données est autorisée sur le bus 41 ou 42 concerné. L'unité d'entrée/sortie UES comporte 30 également un registre 95 de 1 bit précisant le numéro du bus 41 ou 42 à lire et un registre 96 de 2 bits précisant l'intervalle de temps pour la lecture. Le contenu du registre 96 est également comparé à l'intervalle de temps courant, par exemple par un comparateur 97 et, en cas, d'égalité, la lecture des données est autorisée sur le bus 41 ou 42 concerné. Cette forme de 35 réalisation présente l'avantage que chaque unité d'entrée/sortie UES gère individuellement les autorisations d'accès entre les tuiles de calcul TC et les bus 41 et 42. Par conséquent, aucun organe de contrôle centralisé n'est nécessaire. La valeur des registres de chaque unité d'entrée/sortie UES, est fixée au démarrage du système en fonction du chaînage souhaité des tuiles de calcul TC. Une tuile de calcul TC non utilisée pourra avoir les valeurs des registres de son unité d'entrée/sortie UES initialisées de manière à n'avoir aucun droit de lecture ou d'écriture sur le bus 41 ou 42. According to a particular embodiment, the interconnection means 4 comprise a number Nb_bus of data bus. 30 Nb_bus can be defined by the following relation: Nb_bus = Kx (Fp, Xei / Farchi) +1. This embodiment makes it possible to connect the K calculation tiles TC to each other by performing a spatiotemporal multiplexing whose time division multiplexing ratio Mux_t is defined by the relation: MUX t = Farchi / Fpixel • The Mux_t temporal multiplexing ratio allows define an equal number of time slots, the read and write access permissions can be set for each time interval. For example, for a rate Fp1Xe, equal to 50 MHz and a 200 MHz Farchi rate, the four calculation tiles TC of FIG. 1 can be linked in any order if the interconnection means 4 comprise at least two (4x (50/200) +1) data bus, the calculation tiles TC being addressed by a time multiplexing of ratio four (= 200/50). According to this embodiment, each UES input / output unit can handle the read and write access permissions according to the bus number Nb_bus and the time division multiplex Mux_t report. In particular, each UES input / output unit may comprise registers for determining the time intervals during which the calculation tile CT considered has a read or write access authorization on one of the data buses. and, for each of these time slots, the data bus for which read or write access is allowed. For example, an input / output unit UES comprises, for the management of write access permissions, Nb_bus registers of size log2 (Mux_t) bits, where log2 (x) is the function returning the logarithm in base 2 of the number x and, for the management of the read access authorizations, a register of size log2 (Nb_bus) bits specifying the number of the bus to be read and a register of size log2 (Mux_t) bits specifying the time interval. An exemplary embodiment of such an input / output unit UES is shown in FIG. 9. The input / output unit UES comprises two registers 91 and 92 of 2 bits each, the register 91 managing the authorization write access on the bus 41 and the register 92 managing the write access authorization on the bus 42. The contents of the registers 91 and 92 are compared with the value of the current time interval, for example by comparators 93 and 94 and, in case of equality, the writing of data is allowed on the bus 41 or 42 concerned. The input / output unit UES also includes a 1-bit register 95 specifying the number of bus 41 or 42 to be read and a 2-bit register 96 specifying the time interval for reading. The contents of the register 96 are also compared to the current time interval, for example by a comparator 97 and, in the case of equality, the reading of the data is authorized on the bus 41 or 42 concerned. This embodiment has the advantage that each UES input / output unit individually manages the access permissions between the calculation tiles TC and the buses 41 and 42. Therefore, no centralized control unit is needed. . The value of the registers of each input / output unit UES is set at the start of the system according to the desired chaining of the calculation tiles TC. An unused CT calculation tile may have the values of the registers of its input / output unit UES initialized so as to have no read or write rights on the bus 41 or 42.
Selon une forme particulière de réalisation, représentée à la figure 1, io chaque tuile de calcul TC comprend en outre un bloc série BS comportant autant de registres de données que d'unités de traitement UT présentes dans la tuile considérée, la taille des registres étant de taille au moins égale à la taille des données du flux. Le bloc série BS d'une tuile de calcul TC reçoit en entrée les données provenant de la ou des unités de traitement UT 15 et est connecté en sortie à l'unité d'entrée/sortie UES. Lors d'une autorisation en écriture sur l'un des bus 41 ou 42, les données présentes dans le bloc série (BS) sont envoyées séquentiellement sur ce bus 41 ou 42. According to a particular embodiment, represented in FIG. 1, each calculation tile TC further comprises a series block BS comprising as many data registers as UT processing units present in the tile considered, the size of the registers being at least equal to the size of the data in the stream. The serial block BS of a calculation tile TC receives as input data from the processing unit or units UT 15 and is outputted to the input / output unit UES. During write authorization on one of the buses 41 or 42, the data present in the serial block (BS) are sent sequentially on this bus 41 or 42.
La figure 10 illustre un exemple de mise en oeuvre du dispositif 1 20 de traitement d'un flux de données pour des traitements à réaliser sur des images brutes. Les images brutes sont par exemple issues d'un filtre de Bayer 110, par exemple représenté à la figure 11. Avec un tel filtre, une image couleur est constituée par une mosaïque de pixels de couleurs rouge, vert et bleu. En particulier, la mosaïque est constituée d'une alternance de 25 pixels bleus et verts sur un premier type de ligne et d'une alternance de pixels verts et rouges sur un deuxième type de ligne, les types de lignes étant également alternés de façon à former des diagonales de pixels verts. Le dispositif 1 selon l'invention est particulièrement adapté à de telles données. En effet, pour chaque type de ligne, il est possible de constituer 30 une tuile de calcul TC capable de traiter simultanément plusieurs pixels bien qu'ils soient de couleur différente. Dans un mode de réalisation, représenté à la figure 10, la tuile de calcul TC comporte, d'une part, une première unité de contrôle UC1 fournissant un premier code à une première et à une deuxième unité de traitement UT1 et UT3 et, d'autre part, une deuxième unité de 35 contrôle UC2 fournissant un deuxième code à une deuxième et à une quatrième unité de traitement UT2 et UT4. Le premier code est spécifique à une première couleur de pixel, par exemple rouge, et le deuxième code est spécifique à une deuxième couleur de pixel, par exemple vert. Le code peut également être découpé en segments de code, un gestionnaire d'adresse indiquant alors aux unités de contrôle UC1 et UC2 la couleur du pixel traité. Les unités de traitement UT1, UT2, UT3 et UT4 agissent alors sur les données présentes dans le bloc 34 de registres de voisinage en fonction des instructions qu'elles reçoivent. En l'occurrence, les première et troisième unités de traitement UT1 et UT3 agissent sur des pixels rouges et les io deuxième et quatrième unités de traitement UT2 et UT4 agissent sur les pixels verts. La tuile de calcul permet ainsi de traiter simultanément, mais distinctement, quatre pixels du bloc 34 de registres de voisinage. Dans le cas du filtre de Bayer 110, deux unités de contrôle UC1 et UC2 par ligne suffisent car une ligne ne comporte que deux couleurs différentes. Bien évidemment, 15 les tuiles de calcul peuvent être adaptées en fonction du filtre de couleur appliqué. FIG. 10 illustrates an exemplary implementation of the device 1 for processing a data stream for processing operations to be performed on raw images. The raw images are for example derived from a Bayer filter 110, for example represented in FIG. 11. With such a filter, a color image is constituted by a mosaic of pixels of red, green and blue colors. In particular, the mosaic consists of an alternation of 25 blue and green pixels on a first type of line and an alternation of green and red pixels on a second type of line, the types of lines also being alternated so as to form diagonals of green pixels. The device 1 according to the invention is particularly suitable for such data. Indeed, for each type of line, it is possible to constitute a calculation tile TC capable of simultaneously processing several pixels although they are of different color. In one embodiment, shown in FIG. 10, the calculation tile TC comprises, on the one hand, a first control unit UC1 supplying a first code to a first and a second processing unit UT1 and UT3 and, d secondly, a second UC2 control unit providing a second code to a second and a fourth processing unit UT2 and UT4. The first code is specific to a first pixel color, for example red, and the second code is specific to a second pixel color, for example green. The code can also be divided into code segments, an address manager then indicating to the control units UC1 and UC2 the color of the processed pixel. The processing units UT1, UT2, UT3 and UT4 then act on the data present in the block 34 of neighborhood registers according to the instructions they receive. In this case, the first and third processing units UT1 and UT3 act on red pixels and the second and fourth processing units UT2 and UT4 act on the green pixels. The calculation tile thus makes it possible to process simultaneously, but distinctly, four pixels of the block 34 of neighborhood registers. In the case of the Bayer filter 110, two control units UC1 and UC2 per line suffice because a line has only two different colors. Of course, the calculation tiles can be adapted according to the applied color filter.
Selon une forme particulière de réalisation, les moyens 4 d'interconnexion sont aptes à transférer des données dont la taille est 20 supérieure à celle des données du flux. Le dispositif 1 selon l'invention peut alors comporter un opérateur d'insertion permettant de concaténer chaque donnée du flux avec une donnée complémentaire. La figure 12 représente un tel opérateur d'insertion 120. L'opérateur d'insertion 120 comprend un bus d'entrée 121 relié à une entrée d'un bloc d'insertion 122 dont la sortie est 25 reliée à un bus de sortie 123. L'opérateur d'insertion 120 peut également comprendre une mémoire 124 permettant de stocker la donnée complémentaire. La mémoire 124 est en liaison avec le bloc d'insertion 122 pour permettre le transfert de la donnée complémentaire. La taille de cette donnée doit être inférieure ou égale à la différence entre la taille maximale 30 des données pouvant être transférées par les moyens 4 d'interconnexion et la taille des données du flux. La taille du bus d'entrée 121 doit être adaptée à la taille des données du flux alors que la taille du bus de sortie 123 doit être adaptée à la taille des données du flux concaténées avec la donnée complémentaire. La donnée complémentaire peut être dissociée des 35 données du flux, par exemple par des décalages, et être utilisée par des tuiles de calcul TC afin de réaliser un traitement spécifique sur les données du flux. Dans le cadre d'un traitement d'image vidéo, la donnée complémentaire contient par exemple une valeur représentative d'une correction de bruit ou de gain à appliquer aux pixels. La même correction peut ainsi être appliquée à tous les pixels de l'image. L'opérateur d'insertion peut être inséré sur l'un des bus 41, 42 de données, par exemple entre le capteur vidéo 2 et les tuiles de calcul TC ou entre deux tuiles de calcul TC. Dans un mode de réalisation, l'opérateur d'insertion 120 est réalisé par une tuile de calcul TC. La tuile de calcul TC comprend alors une unité de io mémorisation UM contenant la donnée complémentaire et une unité de traitement UT permettant de concaténer les données du flux avec la donnée complémentaire. La donnée complémentaire est par exemple stockée dans un registre de données de l'unité de mémorisation. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'éviter l'insertion d'un composant supplémentaire dans 15 la chaîne de traitement du flux de données. II est rendu possible grâce à la modularité du dispositif 1 selon l'invention. 20 ANNEXE Jeu d'instructions (sur 48 bits : 24 bits par voie) Composition du mot d'instruction sur 24 bits : 5 0..2 - > 3 bits Condition ; 3..4 -> 2 bits Mode d'accès à la donnée 5.. 7 -> 3 bits Identifiant de l'opération 8..11 -> 4 bits Registre Destination 12..15 -> 4 bits Registre Source 10 16..23 -> 8 bits de constante Exécution si flag=1 Exécution si flag=0 Mise a jour du flag sur Carry Mise a jour du flag sur Résultat à ZERO Mise à jour du flag sur Signe (1 si >0, 0 si <0) According to a particular embodiment, the interconnection means 4 are able to transfer data whose size is greater than that of the data of the stream. The device 1 according to the invention may then include an insertion operator for concatenating each data flow with a complementary data. Fig. 12 shows such an insertion operator 120. The insertion operator 120 comprises an input bus 121 connected to an input of an insertion block 122 whose output is connected to an output bus 123 The insertion operator 120 may also include a memory 124 for storing the complementary data. The memory 124 is linked to the insertion block 122 to allow the transfer of the complementary data. The size of this data must be less than or equal to the difference between the maximum size of the data that can be transferred by the interconnection means 4 and the size of the data of the stream. The size of the input bus 121 must be adapted to the size of the data of the stream while the size of the output bus 123 must be adapted to the size of the stream data concatenated with the complementary data. The complementary data may be dissociated from the data of the stream, for example by offsets, and used by calculation tiles TC to perform a specific processing on the data of the stream. In the context of a video image processing, the complementary data item contains, for example, a value representative of a noise or gain correction to be applied to the pixels. The same correction can thus be applied to all the pixels of the image. The insertion operator can be inserted on one of the buses 41, 42 of data, for example between the video sensor 2 and the calculation tiles TC or between two calculation tiles TC. In one embodiment, the insertion operator 120 is made by a calculation tile TC. The calculation tile TC then comprises a storage unit UM containing the complementary data and a processing unit UT making it possible to concatenate the data of the stream with the complementary data item. The additional data is for example stored in a data register of the storage unit. This embodiment has the advantage of avoiding the insertion of an additional component into the data flow processing chain. It is made possible thanks to the modularity of the device 1 according to the invention. 20 APPENDIX Instruction set (on 48 bits: 24 bits per channel) Composition of the instruction word on 24 bits: 0..2 -> 3 bits Condition; 3..4 -> 2 bits Data access mode 5 .. 7 -> 3 bits Operation identifier 8..11 -> 4 bits Register Destination 12..15 -> 4 bits Register Source 10 16 ..23 -> 8 bits of constant Execution if flag = 1 Execution if flag = 0 Update of the flag on Carry Update of the flag on Result at ZERO Update of the flag on Sign (1 if> 0, 0 if <0)
Postfix des instructions : 20 Permet de choisir la source r (D, A, B) : R[D] registre destination; R[A] registre source, R[B] registre source c (D, A, C) : R[D] registre destination; R[A] registre source, C Constante v (D, A, V) : R[D] registre destination; R[A] registre source, Voisin[V] Si les 8 bits de l'argument B sont formés de la manière suivante : "10...0<V>" au lieu de "0.. <V>" 25 on prendra comme voisin la valeur stockée par le registre V soit Voisin[R[V]] m (D, A ,M) : R[D] registre destination; R[A] registre source, M adresse Mémoire de la mémoire locale Postfix of the instructions: 20 Allows to choose the source r (D, A, B): R [D] register destination; R [A] source register, R [B] source register c (D, A, C): R [D] destination register; R [A] source register, C Constant v (D, A, V): R [D] destination register; R [A] source register, Neighbor [V] If the 8 bits of argument B are formed as follows: "10 ... 0 <V>" instead of "0 .. <V>" 25 on will take as neighbor the value stored by the register V is Neighbor [R [V]] m (D, A, M): R [D] destination register; R [A] source register, M address memory of local memory
Utilisation : 30 Le VLIW Permet de travailler sur deux voies OPi(Dm ...) / OPj(Dn) Il faut toutefois que j != i et que m != n Sauf dans le cas des instructions conditionnelles complémentaires : F_OP ; Aucune opération si FLAG = 1 35 NF_OP ; Aucune opération si FLAG = 0 On peut donc écrire sur la même ligne F__OP(Dm...) / NF_OP(Dn...) Puisque quelle que soit la valeur du Flag, une seule sera effectivement exécutée Use: 30 The VLIW Allows to work on two channels OPi (Dm ...) / OPj (Dn) It is necessary however that j! = I and that m! = N Except in the case of complementary conditional instructions: F_OP; No operation if FLAG = 1 35 NF_OP; No operation if FLAG = 0 One can thus write on the same line F__OP (Dm ...) / NF_OP (Dn ...) Since whatever the value of Flag, only one will be actually executed
40 Liste des opérations - NOP PREFIX : F_ NF_ NOP F_NOP 45 NF NOP - LD P R E F I X : F _ NF fZ_ fC fS_ LDr(D, A) : R[D] = R[A] LDc(D, C) : R[D] = C ; C constante signée 50 LDv(D, V) : R[D] = Vois[V] LDv(D, V) ; R[D] = Vois[R[V]] LDm(D, M) ; R[D] = SP[M] 40 List of operations - NOP PREFIX: F_ NF_NOP F_NOP 45 NF NOP - LD PREFIX: F _ NF fZ_ fC fS_ LDr (D, A): R [D] = R [A] LDc (D, C): R [ D] = C; C signed constant 50 LDv (D, V): R [D] = Vois [V] LDv (D, V); R [D] = See [R [V]] LDm (D, M); R [D] = SP [M]
- ADD; SUB; MUL 55 PREFIX : F NF fZ fC_ fS Préfix des instructions : F : NF : fc _ JZ JS Deux additionneurs signés sont disponibles, on a donc ADDO et ADDI utilisables simultanément sans restriction sur la voie. PREFIX : F NF_ fZ fC fS ADDOr(D, A , B) : R[D] = R[A] + R[B] ADDOc(D, A, C) : R[D] = R[A] + C; C constante signée ADDOv(D, A, V) : R[D] = R[A] + Vois[V] ADDOv(D, A, -V) ; R[D] = R[A] + Vois[R[V]] ADDOm(D, A, M) ; R[D] = R[A] + SP[M] IDEM pour les ADDO, SUBO SUBI, et MUL; toutes ces opérations sont signées - ADD; SUB; MUL 55 PREFIX: F NF fZ fC_ fS Prefix instructions: F: NF: fc _ JZ JS Two signed adders are available, so ADDO and ADDI can be used simultaneously without restriction on the channel. PREFIX: ## STR5 ## (R, D, A, B): R [D] = R [A] + R [B] ADDOc (D, A, C): R [D] = R [A] + C ; C constant signed ADDOv (D, A, V): R [D] = R [A] + See [V] ADDOv (D, A, -V); R [D] = R [A] + See [R [V]] ADDOm (D, A, M); R [D] = R [A] + SP [M] IDEM for ADDO, SUBO SUBI, and MUL; all these operations are signed
- SHIFT PREFIX : F_ NF fZ_ fC _ fS Un opérateur de décalage signé permet de décaler les valeurs à droite ou a gauche selon le signe du décalage Un décalage de 0 équivaut à une affectation SHIFTc(D,A, C) : si (C>O) R[D] = R[A] C si (C<O) R[D] = R[A] C - INV 25 I.TVr(D,A) R[D] = -R[A] IVVc(D, C) R[D] = -C I_NVv(D, V) R[D] = -Vois[V] INVv(D,-V) : R[D] = -Vois[R[V]] INVm(D,M) : R[D] = -SP[M] 30 Exemple de code programme Ce code réalise l'opération suivante : Pour un voisinage 2x2, met RI à la moyenne des pixels du voisinage et met RO à 255 si la valeur de la moyenne est > 128 ; incrémente R2 si le pixel est à 255 (pour avoir le compte des pixels > 128 à la fin 35 du traitement) - SHIFT PREFIX: F_NN fZ_ fC _ fS A signed shift operator is used to shift the values to the right or to the left according to the sign of the offset An offset of 0 equates to a SHIFTc assignment (D, A, C): if (C > O) R [D] = R [A] C if (C <O) R [D] = R [A] C - INV 25 I.TVr (D, A) R [D] = -R [A] IVVc (D, C) R [D] = -C I_NVv (D, V) R [D] = -Vis [V] INVv (D, -V): R [D] = -Vol [R [V]] INVm (D, M): R [D] = -SP [M] 30 Program code example This code performs the following operation: For a 2x2 neighborhood, sets RI to the average of the neighboring pixels and sets RO to 255 if the value of the average is> 128; increments R2 if the pixel is 255 (to have the pixel count> 128 at the end of processing)
1 #include "macros.h" 2 .initcode 3 LDc (R0, 0) ; / NOP 40 4 LDc (R1, 0) ; / NOP 5 LDc (R2, 0) ; / NOP 6 LDc(R3,0); / NOP 7 LDc (R4, 0) ; / NOP 8 LDc (R5, 0) ; / NOP 45 9 NOP / NOP 10 .pixel code 0 11 LDv(R1,VO) / NOP 12 LDv (R2, V1) / ADDOv (R1, R1, V0) 13 ADDOv(R2,R2,V2) / ADDlv(RI,R1,V3) 50 14 ADDO(R1,R1,R2) / NOP SHIFTc (R1 , R1 , -2) / NOP 16 fS SUBc (R7, R1, 128) / NOP 17 F _LDc (R0, 0) / NF LDc (R0, 255) ; dans ce cas exceptionnel on peut appeler 2x LD car 1'un est exécuté et pas 1'autre 55 18 NF ADDOv(R2,R2,1) / NOP 19 NOP /NOP 1520 20 .pixelcodel 21 .pixelcode2 22 .pixelcode3 On pourrait écrire en profitant au maximum des 2 voies du VLIW : .pixelcode0 11 LDv (R1, V0) / NF ADDOv (R2, R2, 1) 12 LDv(R2,V1) / ADDOv (R1 , R1 , VO) 13 ADDOv(R2,R2,V2) / ADD1 v (R1, R1, V3) 10 14 ADDO(RI,RI,R2) ! NOP SHIFTc (R1, R1, -2) / NOP 16 fS SUBc (R7, R1, 128) / NOP 17 F LDc (R0, 0) / NF LDc (R0, 255) 1 #include "macros.h" 2 .initcode 3 LDc (R0, 0); / NOP 40 4 LDc (R1, 0); / NOP 5 LDc (R2, O); / NOP 6 LDc (R3.0); / NOP 7 LDc (R4, O); / NOP 8 LDc (R5, O); / NOP 45 9 NOP / NOP 10 .pixel code 0 11 LDv (R1, VO) / NOP 12 LDv (R2, V1) / ADDOv (R1, R1, V0) ADDOv (R2, R2, V2) / ADD1 (R1 , R1, V3) 50 14 ADDO (R1, R1, R2) / NOP SHIFTc (R1, R1, -2) / NOP 16 fS SUBc (R7, R1, 128) / NOP 17 F _LDc (R0, O) / NF LDc (R0, 255); in this exceptional case we can call 2x LD since one is executed and the other is not executed. 18 NF ADDOv (R2, R2,1) / NOP 19 NOP / NOP 1520 20 .pixelcodel 21 .pixelcode2 22 .pixelcode3 We could write taking full advantage of the two VLIW channels: .pixelcode0 11 LDv (R1, V0) / NF ADDOv (R2, R2, 1) 12 LDv (R2, V1) / ADDOv (R1, R1, VO) 13 ADDOv (R2, R2, V2) / ADD1 (R1, R1, V3) ADDO (R1, R1, R2)! NOP SHIFTc (R1, R1, -2) / NOP 16 fS SUBc (R7, R1, 128) / NOP 17 F LDc (R0, O) / NF LDc (R0, 255)
Claims (17)
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